اندماج المجرات وموتها .. قفزة في علم الفضاء

mainThumb

14-09-2022 04:08 PM

السوسنة - أثناء مراقبة مجرة ​​نائمة حديثًا باستخدام مصفوفة أتاكاما كبيرة المليمتر / ما دون المليمتر (ALMA) وتلسكوب هابل الفضائي (HST) ، اكتشف العلماء أنها توقفت عن تشكيل النجوم ليس لأنها استهلكت كل غازها ولكن لأن معظمها تم إلقاء وقود تشكل النجوم من النظام أثناء اندماجه مع مجرة ​​أخرى. والنتيجة هي الأولى لعلماء ALMA. والأكثر من ذلك ، إذا ثبت أن النتائج شائعة ، فقد تغير الطريقة التي يفكر بها العلماء بشأن عمليات اندماج المجرات وموتها. نُشرت نتائج البحث في مجلة The Astrophysical Journal Letters.



عندما تتحرك المجرات عبر الكون ، فإنها تواجه أحيانًا مجرات أخرى. عندما يتفاعلون ، تسحب جاذبية كل مجرة ​​الأخرى. ويطلق شد الحبل الذي أعقب ذلك الغاز والنجوم بعيدًا عن المجرات ، تاركًا وراءه تيارات من المواد المعروفة باسم ذيول المد والجزر.

وهذا بالضبط ما يعتقد العلماء أنه حدث لـ SDSS J1448 + 1010 ، ولكن مع تطور الحبكة. اكتملت المجرة الضخمة ، التي ولدت عندما كان الكون حوالي نصف عمره الحالي ، من الاندماج تقريبًا مع مجرة ​​أخرى. أثناء الملاحظات مع HST و ALMA - وهو تعاون دولي يكون فيه المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي (NRAO) التابع لمؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية شريكًا - اكتشف العلماء ذيول المد والجزر التي تحتوي على ما يقرب من نصف الغاز البارد المكون للنجوم في النظام بأكمله. كان اكتشاف المادة التي تم التخلص منها بقوة - والتي تساوي 10 مليارات ضعف كتلة شمس الأرض - مؤشرًا على أن الاندماج قد يكون مسؤولاً عن القضاء على تشكل النجوم ، وهذا شيء لم يتوقعه العلماء.



قال جوستين سبيلكر: "ما جعل هذه المجرة الضخمة مثيرة للاهتمام في البداية هو أنها ، لسبب ما ، توقفت فجأة عن تشكيل النجوم منذ حوالي 70 مليون سنة فور حدوث انفجار في نشاط تشكل النجوم. معظم المجرات سعيدة بمواصلة تكوين النجوم". عالم فلك في جامعة تكساس إيه آند إم والمؤلف الرئيسي للورقة. "أثبتت ملاحظاتنا مع ALMA و Hubble أن السبب الحقيقي وراء توقف المجرة عن تشكيل النجوم هو أن عملية الاندماج أخرجت حوالي نصف وقود الغاز لتشكيل النجوم في الفضاء بين المجرات. مع عدم وجود وقود ، لم تتمكن المجرة من الاستمرار في تكوين النجوم."

يسلط هذا الاكتشاف الضوء على العمليات التي تعيش بها المجرات أو تموت ، ويساعد العلماء على فهم تطورها بشكل أفضل.



"عندما ننظر إلى الكون ، نرى بعض المجرات التي تعمل بنشاط على تكوين نجوم جديدة ، مثل مجرتنا درب التبانة ، والبعض الآخر ليس كذلك. ولكن هذه المجرات" الميتة "بها العديد من النجوم القديمة ، لذلك يجب أن يكون لديهم قال ورين سويس ، زميل علم الكونيات بجامعة كاليفورنيا سانتا كروز وأحد مؤلفي الورقة البحثية: "ما زلنا لا نفهم حتى الآن جميع العمليات التي تجعل المجرات تتوقف عن تكوين النجوم ، لكن هذا الاكتشاف يوضح مدى قوة عمليات اندماج المجرات الرئيسية هذه ، ومدى تأثيرها على كيفية نمو المجرة وتغيرها بمرور الوقت."

نظرًا لأن النتيجة الجديدة مأخوذة من ملاحظة واحدة ، فمن غير الواضح حاليًا مدى شيوع لعبة شد الحبل هذه وما ينتج عنها من هدوء. ومع ذلك ، فإن هذا الاكتشاف يتحدى النظريات القديمة حول كيفية توقف تشكل النجوم وموت المجرات بالضبط ، وقد قدم للعلماء تحديًا جديدًا مثيرًا: العثور على مزيد من الأمثلة.

قال ديفيد سيتون: "في حين أنه من الواضح جدًا من هذا النظام أن الغاز البارد يمكن أن ينتهي به الأمر بعيدًا عن نظام الاندماج الذي يغلق مجرة ​​، فإن حجم عينة إحدى المجرات لا يخبرنا كثيرًا عن مدى شيوع هذه العملية". طالب دراسات عليا في قسم الفيزياء وعلم الفلك بجامعة بيتسبرغ ومؤلف مشارك للورقة. "ولكن ، هناك العديد من المجرات مثل J1448 + 1010 التي يمكننا التقاطها مباشرة في منتصف تلك الاصطدامات ودراسة ما يحدث لها بالضبط عندما يمرون بهذه المرحلة. طرد الغاز البارد هو أمر جديد مثير قطعة من لغز الهدوء ، ونحن متحمسون لمحاولة العثور على المزيد من الأمثلة على ذلك ".


وأضاف سبيلكر ، "اعتاد علماء الفلك على الاعتقاد بأن الطريقة الوحيدة لمنع المجرات من تشكيل النجوم هي من خلال عمليات سريعة وعنيفة حقًا ، مثل انفجار مجموعة من المستعرات الأعظمية في المجرة لإخراج معظم الغاز من المجرة وتسخين الباقي. تظهر ملاحظاتنا الجديدة أن الأمر لا يتطلب عملية "مبهرجة" لقطع تشكيل النجوم. ويمكن لعملية الاندماج الأبطأ بكثير أن تضع حداً لتشكيل النجوم والمجرات. "